人二氢叶酸还原酶F31R/Q35E双突变体活性位点上的多个构象提示了甲氨蝶呤抗性的结构基础。
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Volpato JP, Yachnin BJ, Blanchet J, Guerrero V, Poulin L, Fossati E, Berghuis AM, Pelletier JN
人二氢叶酸还原酶F31R/Q35E双突变体活性位点上的多个构象提示了甲氨蝶呤抗性的结构基础。
中华生物化学杂志。2009 7月24日;284(30):20079-89。doi: 10.1074 / jbc.M109.018010。Epub 2009 5月28日。
- PubMed ID
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19478082 (PubMed视图］
- 摘要
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甲氨蝶呤是一种缓慢的、紧密结合的、竞争性的人类二氢叶酸还原酶(hDHFR)抑制剂，一种为核苷酸生物合成提供关键代谢产物的酶。为了更好地表征配体结合在耐药性中的作用，我们之前设计了hDHFR变体F31R/Q35E。这种变体显示出甲氨蝶呤亲和力降低了650倍，同时保持与天然酶相当的催化活性。为了阐明双取代变体甲氨蝶呤亲和力降低的分子基础，我们确定了简单变体F31R和Q35E的动力学和抑制参数。这说明变种F31R/Q35E中甲氨蝶呤亲和力的显著降低是组合取代协同作用的结果。为了更好地理解这种协同作用的结构原因，我们以1.7-A分辨率获得了hDHFR变体F31R/Q35E与甲氨蝶呤配合物的晶体结构。在多个构象体中观察到Arg-31的突变残基。此外，在不止一种构象中观察到7个天然活性位点残基，这不是野生型酶的特征。这表明残留紊乱的增加是观察到的甲氨蝶呤耐药的基础。我们观察到与对氨基苯甲酸和谷氨酸部分的范德华和极性接触的相当大的损失。 The multiple conformers of Arg-31 further suggest that the amino acid substitutions may decrease the isomerization step required for tight binding of methotrexate. Molecular docking with folate corroborates this hypothesis.